“翻轉課堂”教學模式在《無機及分析化學實驗》教學中的應用初探
——以長江大學為例

谷惠文，黃 河，繆 暢，謝芳琴，常艷玲

(長江大學 化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

1 長江大學《無機及分析化學實驗》教學的現狀

《無機及分析化學實驗》是一門集基礎理論與實驗技能于一體的綜合性實踐課程，它是我校化學相關專業(包括化學、應化、化工、環工、高材等)的必修課程。作為學生進校后的首門化學專業實驗課，該課程在強化理論知識、培養實驗技能、激發專業興趣、開拓創新思維、提升科研素養等方面起著至關重要的作用。當前我校《無機及分析化學實驗》教學主要以“課前預習→教師講解→學生操作→完成報告”的傳統教學模式為主，存在以下幾方面的問題：(1)在教學過程中，教學的中心仍是教師，學生只是被動接受實驗的理論知識與操作技能，很難真正激發他們的學習興趣；(2)學生的知識基礎、學習能力參差不齊，教師在組織教學活動時，很難在有限的時間內滿足不同層次學生的要求；(3)學生實驗前的預習環節太過形式化，預習情況不能及時反饋給教師，使得教師實驗前只能按部就班地進行講解；(4)教師課堂講解占用大量時間，學生做實驗單純為了完成任務，導致學生分析問題、解決問題的能力不能有效提高。

2 “翻轉課堂”在《無機及分析化學實驗》教學中應用的可行性

“翻轉課堂”是將傳統課堂教學活動與課后學習活動進行轉換的一種新興教學模式，它顛覆了傳統教學過程中知識傳授和知識內化兩個主要階段，可以滿足不同層次學生個性化的學習需求，體現了“以學生為中心”的教學理念[1]。我校開設的《無機及分析化學實驗》課程教學內容主要有實驗目的、實驗原理、實驗步驟、數據處理、結果討論、注意事項等，教學模塊比較固定、授課時間相對寬松、授課環境相對開放，有利于翻轉課堂的開展。其次，《無機及分析化學實驗》的授課對象是自主學習能力和思維推斷能力較強的大學生，他們在前修課程的基礎上，已經掌握了一定的理論知識和實驗技能，具有通過觀看視頻、多媒體課件進行知識學習的能力，這為翻轉課堂的開展創造了前提條件。此外，學校給教師和學生提供了便捷的網絡服務和優質的數據庫資源，使具備一定自學能力的大學生可以方便地進行自主學習，同時也為教師制作學習資料提供了豐富的素材，這為翻轉課堂的開展提供了物質保障。

3 基于“翻轉課堂”教學模式的《無機及分析化學實驗》教學實施過程

3.1 教學流程設計

縱觀已有翻轉課堂的研究案例可以發現，翻轉課堂的基本教學流程是學生“提前看材料→做練習→教師指導→總結提升”[2]。為此，針對人才培養目標和《無機及分析化學實驗》教學大綱的要求，我們設計了“以學生為主體——教師為主導的”的翻轉課堂教學模式，其具體流程如下圖1所示。

圖1 基于“翻轉課堂”教學模式的《無機及分析化學實驗》教學流程圖

3.2 實施過程

3.2.1 課前自主學習階段

課前自主學習階段包括教師準備教學資源和學生課前自主學習教學資源兩個方面[3]。第一方面，教師在分析教學目標、細化教學內容的基礎上制作微視頻、多媒體課件等教學資源。視頻通常可分原理介紹和操作演示兩種類型，原理介紹視頻一般時長10～15 min，主要介紹實驗原理、實驗步驟、注意事項等。操作演示視頻一般時長5～10 min，主要演示基本操作，如電子天平的使用、滴定管的使用、移液管的使用等。接著，教師依據教學目標，設計以問題為導向的學習任務單，并通過QQ群或微信群推送給學生，任務單通常包括學習指南、學習測試、問題與建議等，這里我們以“水的硬度測定”實驗為例，其學習任務單如下表1 所示。第二方面，學生根據學習任務單觀看微視頻、多媒體課件等。在這一過程里，學生可根據自己的時間規劃、認知風格和學習習慣等自主安排學習的進度，從而消除傳統教學模式中成績好的同學“吃不飽”、成績差的同學“不消化”的問題。遇到不懂的地方，學生可隨時查閱相關資料或與同學、教師進行線上討論，學習氛圍輕松融洽，這樣既不會引起學生的厭學情緒，同時還能激發學生的學習興趣。教師通過批改課前測試題和預習報告，充分了解學生的學習狀況，進而及時調整、優化課中知識內化階段的授課方案和要點。

表1 “水的硬度測定”實驗的學習任務單

3.2.2 課中知識內化階段

課中知識內化階段教師的主要任務是想辦法增加課程的研究性，培養學生的動手能力，創設情境、在師生互動的良好氛圍中幫助學生進行知識內化，該階段可細分為三個方面即實驗前準備、實驗中操作和實驗后總結[4]。實驗前準備方面，教師需根據實驗的性質和需求靈活選用不同的授課方式。如“化學實驗基礎知識、粗食鹽的提純”實驗是學生接觸本門課程的第一個實驗，實驗前可采用教師講授，但時間不宜過長，主要強調化學實驗的注意事項和應急措施；“元素化學實驗”等驗證類實驗可通過顛倒上課順序，安排先實驗操作后理論講解的方式，將其變為研究性實驗，并在實驗前向學生提問實驗的預期現象；“混合堿的測定”實驗可采用小組探究的方式，分組探究當V1>V2和V2>V1時樣品的組成；“三氯化六氨合鈷(III)的制備及組成分析”等綜合設計性實驗可采用學生講授和分組討論相結合的方式。教師上課前一周通知學生以小組為單位分工協作進行準備，學生觀看視頻、查閱資料，設計方案，經教師審定后制作多媒體課件然后試講。最后由教師進行總結、點評，引導學生思考更深入的問題。這樣靈活多變的授課方式改變了傳統教學模式中學生被動學習的狀態，使其真正成為實驗的主人，大大提高了學生實驗的主動性和學習的積極性，其想象力與創新思維也都到充分地激發。

在實驗中操作方面，學生依據自己設計的實驗方案獨立操作，力求做到“多動、多看、多想、多記、多問”。實驗過程中如遇任何疑惑或難點，可直接與教師進行溝通。教師則要深入學生當中進行巡查指導，引導學生發現實驗中的錯誤并予以糾正。實驗過程中教師要認真觀察學生的實驗操作并做好相關記錄，對課前自主學習認真、操作規范的學生加以表揚，鼓勵其積極思考，開拓思維；對學習態度不端正、學習效果較差的學生也要耐心引導，使其慢慢體會實驗成功的樂趣，養成良好的實驗習慣。實驗結束后，教師組織學生開展實驗總結，引導學生獨立反思，總結實驗成功的經驗，分析實驗失敗的原因，還有今后做實驗應當注意與改進的地方，讓學生在自由討論中體會共同進步的樂趣。同時教師還可對學生的自主學習情況、操作熟練程度以及分工合作情況等進行點評。

3.2.3 課后評價反饋階段

實驗結束后，學生鞏固復習所學知識，認真完成實驗報告。教師批閱實驗報告，通過線上平臺展示優秀的報告，與學生在線討論實驗過程中的問題和異常現象；教師還可有針對性地推送一些綜合性的實驗視頻或設計一些拓展性的知識，引導學生進一步升華[5]。同時，學生可以在總結中提出自己對實驗的認識和對教師授課的意見或建議，便于教師補充授課內容，優化和改進授課的方式方法。最后，由師生雙方共同參與客觀、全面地評定實驗成績，成績評定采用過程考核(60%)與結果考核(40%)相結合的方式。過程考核成績主要包括學生課前自主學習情況、課中回答問題情況、小組探究情況、交流匯報情況、實驗操作情況、課后總結提升等方面。結果考核成績則主要包括學生的課前測試情況、預習報告和實驗報告等情況。

4 結束語

“翻轉課堂”作為一種對傳統教學模式“顛覆式革新”的新興教學模式，它真正體現了“以學生為中心”的教學理念。從筆者應用初探的效果來看，采用“翻轉課堂”教學模式后，學生能積極主動地參與到《無機及分析化學實驗》的教學活動中來，課堂氣氛非常活躍、互動明顯增多，學生的自主學習能力、分析問題與解決問題的能力以及實驗動手能力都有較為明顯的提高。但在探索過程中也遇到了一些問題，如部分學生的自覺性較差、教師課前備課的工作量較大等，這些都需要我們在未來的教學中不斷地探索與總結，在持續的教學實踐中改進翻轉課堂教學的各個環節，以期充分發揮它的教學效果，使翻轉課堂教學模式成為有效提高我校《無機及分析化學實驗》課程教學質量行之有效的辦法。